УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ НАТЯЖЕНИЯ С ТОРМОЗНОЙ ФУНКЦИЕЙ Российский патент 2014 года по МПК B60M1/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технической области тросов, в частности к устройству компенсации натяжения, которое в основном применяется для создания натяжения несущих тросов или контактных проводов электрической сети электрифицированной железной дороги, и также может применяться для той же цели на электростанциях, чугунолитейных или сталелитейных заводах.

Уровень техники

В контактной системе электроснабжения электрифицированной железной дороги воздушные несущие тросы (или подъемные тросы) и контактные провода (или тросы) постоянно должны поддерживаться в натянутом состоянии при любых погодных условиях для обеспечения нормальной работы контактной системы электроснабжения. Однако под действием теплового расширения и сжатия и прочих объективных условий окружающей среды несущие тросы (или подъемные тросы) и контактные провода (или тросы) имеют разную длину при разных погодных условиях. Поэтому в контактной системе электроснабжения известного уровня техники широко применяют устройства компенсации натяжения несущих тросов или контактных проводов, и устройства компенсации натяжения закрепляют на опорах проводов или на стенках или на крышах туннелей и на тому подобных элементах контактной системы электроснабжения на расстояниях, оговоренных в отраслевых стандартах.

Как показано на Фиг.1, принцип работы подобного устройства 1 компенсации натяжения заключается в следующем: натяжной элемент 30, соединенный с несущим тросом или контактным проводом, используется для создания внешнего компенсирующего натяжения несущего троса или контактного провода для обеспечения постоянного нормального рабочего натяжения несущего троса или контактного провода.

Внешняя сила не может создаваться не только за счет подвешивания определенного груза 40 на несущем тросе, но также при помощи крутильной пружины, спиральной пружины или гравитационного источника, встроенных в устройство компенсации натяжения, и данное натяжение может составлять 10 кН.

Однако при использовании данного конструкторского решения в случае появления разрыва в натянутом несущем тросе, контактном проводе или натяжном элементе 30 все устройство 1 компенсации натяжения резко прекратит воспринимать силу реакции от элемента и повернется в противоположном направлении под действием веса или упругой деформации. Таким образом, натяжной элемент 30 совершит быстрое перемещение и задний край разорванного несущего троса или контактного провода или задний край натяжного элемента под действием этого рывка произведет сильный удар, который может привести не только к повреждению устройства компенсации натяжения и, возможно, к травме обслуживающего персонала из-за падения компенсирующего груза, но и стать причиной ряда серьезных аварий.

Соответственно, на известном уровне техники разрабатываются некоторые предохранительные блокировочные механизмы, затрудняющие или предотвращающие возникновение быстрого вращения устройства компенсации натяжения в противоположную сторону.

Например, в документе DE 963784 описывается фиксирующая зубчатая конструкция, способная изгибаться, в документе DE 19932195 C1 описывается узел с коническим зажимным отверстием, а в документах ЕР 1418084 В1 и DE 102006032816 B4 описывается тормоз троса, удерживающего груз, и тормозная ленточная конструкция, при помощи которой возможно торможение подъемного троса при возникновении разрывов в тросе или в подъемном тросе.

Однако все вышеупомянутые конструкции имеют следующие недостатки: груз оказывает воздействие в вертикальном направлении, высота установки системы очень велика, и груз может быть легко поврежден из-за несанкционированного доступа, и т.д. Кроме того, ни одно из устройств не пригодно для установки и применения в туннелях и на мостах, либо для применения они требуют выполнения сложных условий и имеют слишком высокую стоимость.

Кроме того, в европейском патенте (WO 2008/037386 A1), канадском патенте (СА 2008/2629334 А1) китайском патенте (WO 2008/092296 A1, CN 2008/10200971.5) также описываются компактные пружинные устройства компенсации натяжения. Эти устройства широко применяются на практике, но конструкции их предохранительных устройств обычно являются очень сложными и имеют высокую стоимость, а некоторые устройства не снабжены предохранительными устройствами.

В качестве еще одного примера в патенте W02008/092296A1 описывается предохранительное устройство, которое содержит качающийся блокировочный клин и блокировочную канавку, встроенную в направляющую троса. Подобный дополнительный тормозной механизм не только имеет сложную конструкцию, но также легко подвергается загрязнению и примерзанию за счет обледенения и не гарантирует надежности при эксплуатации в процессе старения системы и воздействия факторов окружающей среды.

В связи с этим специалисты в данной области техники занимались разработкой устройства компенсации натяжения с тормозной функцией, которое имеет простую конструкцию, хорошую применимость, оптимизированную функциональность и низкую стоимость.

Раскрытие изобретения

В свете вышеупомянутых недостатков известного уровня техники техническая задача, решаемая изобретением, заключается в следующем: разработать устройство компенсации натяжения с тормозной функцией, которое имеет простую конструкцию, хорошую применимость и низкую стоимость.

Для реализации данной цели в изобретении разработано устройство компенсации натяжения с тормозной функцией, которое, по меньшей мере, содержит основной вал и оболочку, выполненные с возможностью относительного вращения, в котором либо основной вал, либо оболочка применяются для скрепления с натяжным элементом, и между основным валом и оболочкой установлен упругий элемент для создания между ними крутящего момента, который создает реакцию на натяжном элементе; устройство компенсации натяжения также целиком или частично содержит тормозной механизм; при переходе устройства компенсации натяжения в аварийное состояние из-за возникновения разрыва в натяжном элементе тормозной механизм приводится в действие силой тяжести и реализует тормозную функцию.

В одном варианте осуществления изобретения тормозной механизм, по меньшей мере, содержит активный тормозной элемент и пассивный тормозной элемент, а устройство компенсации натяжения, по меньшей мере, содержит активный тормозной элемент; в нормальном рабочем состоянии устройство компенсации натяжения под действием натяжного элемента находится в положении, отклоненном от положения центра тяжести устройства компенсации натяжения, соответствующего состоянию естественного подвешивания, в котором возможно отклонение центра тяжести вверх; когда устройство компенсации натяжения переходит в аварийное состояние из-за возникновения разрыва в натяжном элементе, центр тяжести устройства компенсации натяжения перемещается вниз и обеспечивает силу тяжести и дополнительно приводит в действие активный тормозной элемент и вызывает торможение за счет контакта с пассивным тормозным элементом.

Кроме того, оболочка целиком или частично является полым цилиндром; натяжной элемент установлен на основном валу или на оболочке на тросовом колесе, и на тросовом колесе выполнена направляющая троса с единичной канавкой или с множеством канавок; направляющая троса имеет форму цилиндрической кривой или конической кривой.

Концепция изобретения заключается в том, что для перемещения вверх центра тяжести устройства компенсации натяжения в нормальном рабочем состоянии и для отклонения от центра тяжести устройства в состоянии естественного подвешивания применена простая установочная опора. В нормальном рабочем состоянии устройство компенсации натяжения реализует функцию компенсации натяжения в соответствии с принципом работы конструкций известного уровня техники.

Однако при возникновении разрыва в натянутом натяжном элементе и/или в несущем проводе и контактном проводе происходит нарушение равновесия напряжений в устройстве компенсации натяжения из-за исчезновения силы реакции от элемента; на основании принципа перемещения центра тяжести происходит включение активного тормозного элемента, при котором он перемещается к пассивному тормозному элементу, и для торможения с целью реализации тормозной функции применяется трение, зажимание, собачка, канавка собачки и прочие способы механического зацепления.

За счет концепции и конструкции изобретения устройство компенсации натяжения по изобретению использует силу тяжести для привода в действие тормозного механизма, осуществляя, таким образом, тормозную функцию устройства компенсации натяжения при помощи простой конструкции, обладающей преимуществами, заключающимися в низкой стоимости, высокой надежности, широкой применимости, и т.д., и дополнительно улучшающей потребительскую стоимость различных устройств компенсации натяжения известного уровня техники.

В другом варианте осуществления изобретения на крепежном элементе, на шкворне установлен с возможностью вращения поворотный рычаг, и либо основной вал, либо оболочка неподвижно установлены на поворотном рычаге. Кроме того, на крепежном элементе установлен пассивный тормозной элемент, либо пассивный тормозной элемент является частью крепежного элемента.

В другом варианте осуществления изобретения устройство компенсации натяжения дополнительно содержит неподвижную опору, и поворотный рычаг расположен на неподвижной опоре на шкворне, либо основной вал, либо оболочка неподвижно установлены на поворотном рычаге, и натяжной элемент соединен либо с оболочкой, либо с основным валом; и неподвижная опора дополнительно содержит блокирующий элемент для ограничения траектории перемещения поворотного рычага. Кроме того, на неподвижной опоре установлен пассивный тормозной элемент, либо пассивный тормозной элемент является частью неподвижной опоры.

В другом варианте осуществления изобретения активный тормозной элемент установлен либо на основном валу, либо на оболочке, и либо вал, либо оболочка соединены с натяжным элементом; либо активный тормозной элемент является частью основного вала или оболочки, и либо вал, либо оболочка соединены с натяжным элементом.

В другом варианте осуществления изобретения активный тормозной элемент представляет собой круговую дугообразную внешнюю поверхность основного вала или оболочки, и указанный основной вал или указанная оболочка соединены с натяжным элементом, при этом круговая дугообразная внешняя поверхность располагается напротив пассивного тормозного элемента; и пассивный тормозной элемент представляет собой круговую дугообразную поверхность или криволинейную поверхность с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня, или пассивный тормозной элемент представляет собой криволинейную поверхность с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня.

Кроме того, круговая дугообразная внешняя поверхность активного тормозного элемента является активной поверхностью трения, круговая дугообразная поверхность или криволинейная поверхность с переменным диаметром пассивного тормозного элемента является пассивной поверхностью трения, а угол трения, образуемый активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения, постепенно уменьшается при перемещении вниз центра тяжести устройства компенсации натяжения.

В другом варианте осуществления изобретения активный тормозной элемент представляет собой собачку, расположенную на основном валу или на оболочке, и указанный вал или оболочка соединены с натяжным элементом; пассивный тормозной элемент содержит, по меньшей мере, одну канавку для собачки; или активный тормозной элемент представляет собой зубец, расположенный либо на основном валу, либо на оболочке, и указанный основной вал или оболочка соединены с натяжным элементом; и пассивный тормозной элемент содержит, по меньшей мере, одну канавку для зубца.

В другом варианте осуществления изобретения устройство компенсации натяжения дополнительно содержит неподвижную опору с неподвижным рычагом, и на неподвижном рычаге сформирована направляющая канавка, которая выполнена с уклоном, и основной вал и оболочка расположены на неподвижном рычаге с возможностью скольжения по направляющей канавке, натяжной элемент соединен с основным валом или с оболочкой, и активный тормозной элемент расположен на основном валу или на оболочке, и указанный основной вал или оболочка соединены с натяжным элементом.

Кроме того, активный тормозной элемент является круговой дугообразной внешней поверхностью основного вала или оболочки, и указанный основной вал или указанная оболочка соединены с натяжным элементом, причем круговая дугообразная внешняя поверхность расположена напротив пассивного тормозного элемента; и пассивный тормозной элемент является поворотным эксцентричным колесом, расположенным на неподвижной опоре.

Кроме того, круговая дугообразная внешняя поверхность активного тормозного элемента является активной поверхностью трения, криволинейная поверхность с переменным диаметром эксцентричного колеса является пассивной поверхностью трения, а угол трения, образуемый активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения постепенно уменьшается при перемещении вниз центра тяжести устройства компенсации натяжения.

В другом варианте осуществления изобретения устройство постоянной компенсации натяжения содержит плоскую спиральную пружину, применяемую в качестве упругого элемента, и плоская спиральная пружина расположена между оболочкой и основным валом; и тросовое колесо расположено на концевой части основного вала или оболочки, на тросовом колесе сформирована тросовая направляющая в виде конической кривой, и натяжной элемент расположен на основном валу или на оболочке вдоль тросового колеса.

На основании комбинации фигур проводится дальнейшее описание концепции, конкретной структуры и получаемых технических эффектов изобретения для достижения полного понимания целей, характеристик и эффектов изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема конструкции устройства компенсации натяжения известного уровня техники.

Фиг.2 - схема конструкции первого варианта осуществления изобретения в нормальном рабочем состоянии.

Фиг.3 - схема конструкции первого варианта осуществления изобретения в аварийном состоянии.

Фиг.4 - схема конструкции второго варианта осуществления изобретения в нормальном рабочем состоянии.

Фиг.5 - схема конструкции второго варианта осуществления изобретения в аварийном состоянии.

Фиг.6 - схема конструкции третьего варианта осуществления изобретения в нормальном рабочем состоянии.

Фиг.7 - схема конструкции третьего варианта осуществления изобретения в аварийном состоянии.

Фиг.8 - схема конструкции четвертого варианта осуществления изобретения в нормальном рабочем состоянии.

Фиг.9 - схема конструкции четвертого варианта осуществления изобретения в аварийном состоянии.

Фиг.10 - схема конструкции пятого варианта осуществления изобретения в нормальном рабочем состоянии.

Фиг.11 - схема конструкции пятого варианта осуществления изобретения в аварийном состоянии.

Осуществление изобретения

Вариант 1

Как показано на Фиг.2, устройство компенсации натяжения, по меньшей мере, содержит основной вал 10 и оболочку 20, а также стальной трос 30, применяемый в качестве натяжного элемента, и противовес 40.

Оболочка 20 представляет собой полый цилиндр и может вращаться под действием внешней силы. Тросовое колесо 21 расположено на оболочке 20, на тросовом колесе 21 сформирована направляющая троса с одиночной канавкой, и направляющая троса выполнена в форме цилиндрической кривой. Стальной трос 30 соединен с оболочкой 20 через направляющую троса.

Основной вал 10 находится на оси оболочки 20 и является неповоротным.

В оболочке 20 установлена крутильная пружина (не показанная на фигуре). Один конец крутильной пружины жестко скреплен с внутренней стенкой оболочки 20, а другой конец крутильной пружины жестко скреплен с основным валом 10.

Один край поворотного рычага 50 установлен с возможностью вращения на креплении 60 на шкворне 51. Крепление 60 может представлять собой корпус стенки или вертикальную опору или крышу туннеля и тому подобные элементы для подвешивания устройства компенсации натяжения. Другой конец поворотного рычага 50 соединен с основным валом 10 устройства компенсации натяжения.

В данном варианте осуществления изобретения устройство компенсации натяжения также содержит один элемент тормозного механизма.

Более конкретно, тормозной механизм содержит активный тормозной элемент и пассивный тормозной элемент. В данном варианте осуществления изобретения устройство компенсации натяжения содержит активный тормозной элемент, и активный тормозной элемент представляет собой внешнюю периферическую поверхность оболочки 20.

Пассивный тормозной элемент является одной из частей крепления 60, как показано в варианте осуществления изобретения, корпус 61 суппорта жестко связан с креплением 60, рабочая поверхность 611 корпуса 61 суппорта представляет собой внутреннюю вогнутую круговую дугообразную поверхность, и данная внутренняя круговая дугообразная поверхность является пассивным тормозным элементом и расположена напротив внешней периферической поверхности оболочки 20 (а именно, активного тормозного элемента).

При монтаже устройства компенсации натяжения устройство компенсации натяжения под действием стального троса 30 отклоняется от положения центра тяжести, соответствующего состоянию естественного подвешивания, в положение, обеспечивающее отклонение центра тяжести вверх. Противовес 40 применяется для такого уравновешивания напряжения устройства компенсации натяжения, при котором устройство компенсации натяжения сближается, но не контактирует с рабочей поверхностью 611 корпуса 61 суппорта.

В нормальном рабочем состоянии устройство компенсации натяжения использует крутильную пружину, расположенную в оболочке 20, для уравновешивания напряжения стального троса 30 с целью поддержания рабочего натяжения стального троса 30 при любых условиях окружающей среды.

В частности, круговая дугообразная рабочая поверхность 611 корпуса 61 суппорта пересекается с траекторией качания основного вала 10 на оси шкворня 51, и радиан рабочей поверхности 611 обеспечивает постепенное уменьшение угла трения, образуемого пересечением этих двух элементов, при перемещении основного вала 10 вниз.

Как показано на Фиг.3, когда устройство компенсации натяжения переходит в аварийное состояние вследствие резкого разрыва стального троса 30, из-за резкого исчезновения силы от стального троса 30 равновесие напряжений устройства компенсации натяжения нарушается, центр тяжести устройства компенсации натяжения перемещается вниз под действием силы тяжести, и внешняя периферическая поверхность (а именно активный тормозной элемент) вращающейся и падающей оболочки 20 взаимодействует через трение с рабочей поверхностью 611 (а именно пассивным тормозным элементом) корпуса 61 суппорта, приводя в действие активный тормозной элемент и обеспечивая торможение через контакт с пассивным тормозным элементом.

Поскольку круговая дугообразная поверхность пассивного тормозного элемента взаимодействует через трение с внешней периферической поверхностью оболочки как активный тормозной элемент, угол трения постепенно уменьшается, оболочка 20 в результате прекращает вращаться за счет блокировки и таким образом реализуется тормозная функция.

В другом варианте осуществления изобретения стальной трос 30 также может располагаться на основном валу 10, и основной вал 10 выполнен с возможностью вращения, а оболочка 20 является неповоротной и закреплена на одном конце поворотного рычага 50.

В данном варианте осуществления изобретения конструкция пассивного тормозного элемента совпадает с конструкцией, описанной для вышеприведенного варианта осуществления изобретения. Активный тормозной элемент представляет собой внешнюю круговую поверхность основного вала или внешнюю круговую поверхность ступицы колеса, закрепленной на основном валу.

В другом варианте осуществления изобретения для реализации торможения активный тормозной элемент может контактировать с пассивным тормозным элементом через зубья и канавку для зубьев, или через зажимной кулачок и канавку для зажимного кулачка.

Вариант 2

Как показано на Фиг.4, в данном варианте осуществления изобретения устройство компенсации натяжения содержит, по меньшей мере, основной вал 10 и оболочку 20, и основной вал 10 установлен на оси оболочки 20 и является поворотным. Оболочка 20 представляет собой металлический полый цилиндр и может вращаться вокруг основного вала 10 под действием внешней силы.

Натяжной элемент представляет собой стальной трос 30 и расположен на оболочке 20 на тросовом колесе 21, на тросовом колесе сформирована направляющая троса из множества канавок, и направляющая троса имеет форму конической кривой.

Плоская спиральная пружина (не показана), применяемая в качестве крутильной пружины, установлена в оболочке 20, один конец плоской спиральной пружины жестко скреплен с внутренней стенкой оболочки 20, а другой конец плоской спиральной пружины жестко скреплен с основным валом 10. Оболочка 20 применяется для соединения со стальным проволочным тросом 30, и плоская спиральная пружина, установленная между основным валом 10 и оболочкой 20, применяется для создания крутящего момента, который воздействует на стальной трос 30, расположенный между ними.

Устройство компенсации натяжения также содержит весь тормозной механизм, и тормозной механизм содержит активный тормозной элемент и пассивный тормозной элемент.

Устройство компенсации натяжения также содержит неподвижную опору 60, поворотный рычаг 50 установлен на неподвижной опоре 60 на шкворне 51, и для ограничения траектории перемещения поворотного рычага 50 на неподвижной опоре 60 также установлен блокировочный элемент 62.

Основной вал 10 жестко закреплен на поворотном рычаге 50 без возможности вращения, но он может отклоняться совместно с поворотным рычагом 50.

В данном варианте осуществления изобретения пассивный тормозной элемент 61 является одной из деталей неподвижной опоры 60, в частности, криволинейной поверхностью с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня 51, и криволинейная поверхность переменного диаметра является пассивной поверхностью трения.

Активный тормозной элемент 22 представляет собой круговую дугообразную внешнюю поверхность оболочки 20, которая расположена напротив пассивного тормозного элемента 61, и круговая дугообразная внешняя поверхность активного тормозного элемента 22 является активной поверхностью трения.

В нормальном рабочем состоянии устройство компенсации натяжения под действием стального троса 30 отклоняется от положения центра тяжести, соответствующего состоянию естественного подвешивания, в положение, обеспечивающее отклонение центра тяжести вверх.

Как показано на Фиг.5, когда устройство компенсации натяжения переходит в аварийное состояние из-за разрыва стального троса 30, основной вал 10 вызывает отклонение оболочки 20, и происходит их совместное с поворотным рычагом 50 перемещение вниз при одновременном вращении оболочки 20. В процессе отклонения оболочки 20 вниз активный тормозной элемент 22 взаимодействует через трение с пассивным тормозным элементом 61 и создает эффект торможения.

В процессе трения между активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения вес G устройства компенсации натяжения раскладывается на давление F вертикальное по отношению к точке трения и на силу f касательную к круговой дугообразной поверхности трения. Поскольку пассивный тормозной элемент 61 является криволинейной поверхностью с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня 51, угол трения, образуемый между активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения постепенно уменьшается по мере перемещения вниз центра тяжести устройства компенсации натяжения, и сила f трения, полученная разложением веса G, постепенно увеличивается, достигая требуемой величины, превосходящей силу упругой реакции плоской спиральной пружины в оболочке 20 и, в результате, реализует тормозную функцию.

Таким образом, тормозной механизм изобретения может реализовывать тормозную функцию за счет веса G устройства компенсации натяжения.

В другом варианте осуществления изобретения оболочка 20 может быть жестко закреплена на поворотном рычаге 50, а стальной трос 30 соединен с основным валом 10. Пассивный тормозной элемент установлен на неподвижной опоре 60 и представляет собой круговую дугообразную поверхность, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня 51. Активный тормозной элемент расположен на основном валу 10 и представляет собой круговую дугообразную внешнюю поверхность основного вала 10, которая расположена напротив пассивного тормозного элемента.

В другом варианте осуществления изобретения пассивный тормозной элемент также может представлять собой криволинейную поверхность с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня 51, и также отвечать техническому требованию постепенного уменьшения угла трения, образуемого между активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения по мере перемещения вниз центра тяжести устройства компенсации натяжения и, в результате, обеспечивает в основном тот же технический эффект.

Вариант 3

Как показано на Фиг.6, конструкция варианта осуществления изобретения является в основном такой же, что и конструкция варианта 2, устройство компенсации натяжения также содержит основной вал 10, оболочку 20, натяжной элемент 30, поворотный рычаг 50, неподвижную опору 60 и прочие элементы, и различия заключаются в том, что активный тормозной элемент содержит множество собачек 22, расположенных на внешней периферической поверхности оболочки 20, а пассивный тормозной элемент содержит множество канавок 62 для собачек, расположенных на неподвижной опоре 60.

Как показано на Фиг.7, при возникновении аварийного состояния устройства компенсации натяжения под действием веса устройства компенсации натяжения основной вал 10 и оболочка 20 отклоняются вниз вместе с поворотным рычагом 50, и оболочка 20 в процессе отклонения вниз находится во вращении и вызывает отклонение собачек 22 и взаимодействие собачек 22 с канавками 61 собачек для торможения.

В другом варианте осуществления изобретения натяжной элемент 30 также установлен на основном валу 10. В данном случае активный тормозной элемент содержит множество собачек, размещенных на внешней периферической поверхности основного вала, а конструкция пассивного тормозного элемента остается неизменной.

Вариант 4

Как показано на Фиг.8, конструкция варианта осуществления изобретения является в основном такой же, что и конструкция варианта 3, устройство компенсации натяжения также содержит основной вал 10, оболочку 20, натяжной элемент 30, поворотный рычаг 50, неподвижную опору 60 и прочие элементы, и различия заключаются в том, что активный тормозной элемент содержит зубцы 22, расположенные на внешней периферической поверхности оболочки 20, а пассивный тормозной элемент содержит множество канавок 61 для зубцов, расположенных на неподвижной опоре 60.

Как показано на Фиг.9, при возникновении аварийного состояния устройства компенсации натяжения под действием веса устройства компенсации натяжения основной вал 10 и оболочка 20 отклоняются вниз вместе с поворотным рычагом 50, и оболочка 20 в процессе отклонения вниз находится во вращении и вызывает зацепление зубцов 22 с канавками 61 зубцов для торможения.

В другом варианте осуществления изобретения натяжной элемент может быть также установлен на основном валу 10. В данном случае активный тормозной элемент содержит множество зубцов, размещенных на внешней периферической поверхности основного вала, а конструкция пассивного тормозного элемента остается неизменной.

Вариант 5

Как показано на Фиг.10, конструкция варианта осуществления изобретения является в основном такой же, что и конструкция варианта 2, устройство компенсации натяжения также содержит основной вал 10, оболочку 20, натяжной элемент 30, неподвижную опору 60 и прочие элементы, и различия заключаются в том, что неподвижный рычаг 50 расположен на неподвижной опоре 60, неподвижный рычаг 50 является неоворотным, и в неподвижном рычаге выполнена косая направляющая канавка 51.

Основной вал 10 размещен на неподвижном рычаге 50 с возможностью скольжения по направляющей канавке 51. Натяжной элемент 30 скреплен с оболочкой 20, а активный тормозной элемент расположен на оболочке 20.

Пассивный тормозной элемент является эксцентричным колесом 61, расположенным на неподвижной опоре 60, и имеющая переменный диаметр криволинейная поверхность эксцентричного колеса 61 является пассивной поверхностью трения.

Кроме того, активный тормозной элемент 22 представляет собой круговую дугообразную внешнюю поверхность оболочки 20, которая расположена напротив пассивного тормозного элемента, и круговая дугообразная внешняя поверхность активного тормозного элемента 22 является активной поверхностью трения.

Как показано на Фиг.11, в аварийном состоянии устройства компенсации натяжения под действием веса устройства компенсации натяжения основной вал 10 вызывает скольжение оболочки 20 вниз по направляющей канавке 51, и оболочка в процессе скольжения вниз также вращается, активный тормозной элемент 22 оболочки 20 взаимодействует через трение с эксцентрическим колесом 61, и активная поверхность трения взаимодействует с пассивной поверхностью трения. Поскольку радиус эксцентричного колеса в процессе вращения постепенно увеличивается, сила трения между активным тормозным элементом 22 и эксцентричным колесом 61 постепенно увеличивается в процессе трения и достигает величины, обеспечивающей тормозной эффект и осуществляющей тормозную функцию.

В другом варианте осуществления изобретения оболочка 20 может размещаться на неподвижном рычаге 50 с возможностью скольжения по направляющей канавке 51, и натяжной элемент 30 скреплен с основным валом 10. Активный тормозной элемент расположен на основном валу 10, а конструкция пассивного тормозного элемента остается неизменной.

Вышеприведенный текст описывает предпочтительные варианты осуществления изобретения. Следует понимать, что в рамках стандартной технологии данной области техники возможно создание множества модификаций и внесение множества изменений в соответствии с концепцией изобретения без дополнительного творчества. В связи с этим технические схемы, которые могут быть получены специалистами в данной области техники путем логического анализа, умозаключений или ограниченного экспериментирования в соответствии с концепцией изобретения на основании известного уровня техники лежат в рамках объема защиты, определяемого формулой изобретения.

Изобретение относится к устройству компенсации натяжения с тормозной функцией, которое, по меньшей мере, содержит основной вал (10) и оболочку (20), выполненные с возможностью относительного вращения. Либо основной вал (10), либо оболочка (20) применяются для скрепления с натяжным элементом (30). Между основным валом (10) и оболочкой (20) расположен упругий элемент для обеспечения крутящего момента между ними, который создает реакцию на натяжном элементе (30). Устройство компенсации натяжения также целиком или частично содержит тормозной механизм. При переходе устройства компенсации натяжения в аварийное состояние из-за разрыва натяжного элемента (30) тормозной механизм под действием силы тяжести приводится в действие и осуществляет тормозную функцию. Устройство компенсации натяжения применяет силу тяжести для привода в действие тормозного механизма и реализует тормозную функцию с малыми затратами, а также обеспечивает преимущества, заключающиеся в простоте конструкции, высокой надежности, широте возможного применения и тому подобные преимущества. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство компенсации натяжения с тормозной функцией, которое, по меньшей мере, содержит основной вал и оболочку, выполненные с возможностью относительного вращения, в котором либо основной вал, либо оболочка применяются для скрепления с натяжным элементом, и между основным валом и оболочкой установлен упругий элемент для создания между ними крутящего момента, который создает реакцию на натяжном элементе; устройство компенсации натяжения также содержит тормозной механизм целиком или его часть; при переходе устройства компенсации натяжения в аварийное состояние из-за разрыва натяжного элемента тормозной механизм приводится в действие силой тяжести и реализует тормозную функцию.

2. Устройство компенсации натяжения по п.1, отличающееся тем, что тормозной механизм, по меньшей мере, содержит активный тормозной элемент и пассивный тормозной элемент, а устройство компенсации натяжения, по меньшей мере, содержит активный тормозной элемент; в нормальном рабочем состоянии устройство компенсации натяжения под действием натяжного элемента находится в положении, отклоненном от центра тяжести устройства компенсации натяжения в состоянии естественного подвешивания, в котором возможно отклонение центра тяжести вверх; когда устройство компенсации натяжения переходит в аварийное состояние из-за разрыва натяжного элемента, центр тяжести устройства компенсации натяжения перемещается вниз для обеспечения силы тяжести и приведения в действие активного тормозного элемента и вызывает торможение за счет контакта с пассивным тормозным элементом.

3. Устройство компенсации натяжения по п.2, отличающееся тем, что на креплении на шкворне установлен с возможностью вращения поворотный рычаг, и либо основной вал, либо оболочка жестко скреплены с поворотным рычагом.

4. Устройство компенсации натяжения по п.3, отличающееся тем, что пассивный тормозной элемент расположен на креплении, или пассивный тормозной элемент является одним из элементов крепления.

5. Устройство компенсации натяжения по п.2, отличающееся тем, что дополнительно содержит неподвижную опору, и поворотный рычаг расположен на неподвижной опоре на шкворне, либо основной вал, либо оболочка неподвижно скреплены с поворотным рычагом, и натяжной элемент скреплен либо с оболочкой, либо с основным валом; и неподвижная опора дополнительно содержит блокирующий элемент для ограничения траектории перемещения поворотного рычага.

6. Устройство компенсации натяжения по п.5, отличающееся тем, что пассивный тормозной элемент расположен на неподвижной опоре, или пассивный тормозной элемент является одним из элементов неподвижной опоры.

7. Устройство компенсации натяжения по любому из пп.2-6, отличающееся тем, что активный тормозной элемент установлен либо на основном валу, либо на оболочке, и либо вал, либо оболочка соединены с натяжным элементом; либо активный тормозной элемент является частью основного вала или оболочки, и либо вал, либо оболочка соединены с натяжным элементом.

8. Устройство компенсации натяжения по п.7, отличающееся тем, что активный тормозной элемент представляет собой круговую дугообразную внешнюю поверхность основного вала или оболочки, и указанный основной вал или указанная оболочка соединены с натяжным элементом, и круговая дугообразная внешняя поверхность расположена напротив пассивного тормозного элемента; и пассивный тормозной элемент представляет собой круговую дугообразную поверхность или криволинейную поверхность с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня, или пассивный тормозной элемент представляет собой криволинейную поверхность с переменным диаметром, центр окружности которой не совпадает с центром шкворня.

9. Устройство компенсации натяжения по п.8, отличающееся тем, что круговая дугообразная внешняя поверхность активного тормозного элемента является активной поверхностью трения, круговая дугообразная поверхность или криволинейная поверхность с переменным диаметром пассивного тормозного элемента является пассивной поверхностью трения, а угол трения, образуемый активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения постепенно уменьшается при перемещении вниз центра тяжести устройства компенсации натяжения.

10. Устройство компенсации натяжения по п.7, отличающееся тем, что активный тормозной элемент представляет собой собачку, расположенную на основном валу или на оболочке, и указанный вал или оболочка соединены с натяжным элементом; пассивный тормозной элемент содержит, по меньшей мере, одну канавку для собачки; или активный тормозной элемент представляет собой зубец, расположенный либо на основном валу, либо на оболочке, и указанный основной вал или оболочка соединены с натяжным элементом; и пассивный тормозной элемент содержит, по меньшей мере, одну канавку для зубца.

11. Устройство компенсации натяжения по п.2, отличающееся тем, что устройство компенсации натяжения дополнительно содержит неподвижную опору с неподвижным рычагом, и на неподвижном рычаге сформирована направляющая канавка, которая имеет уклон, и основной вал и оболочка расположены на неподвижном рычаге с возможностью скольжения по направляющей канавке, натяжной элемент соединен с основным валом или с оболочкой, и активный тормозной элемент расположен на основном валу или на оболочке, и указанный основной вал или оболочка соединены с натяжным элементом.

12. Устройство компенсации натяжения по п.11, отличающееся тем, что активный тормозной элемент является круговой дугообразной внешней поверхностью основного вала или оболочки, и указанный основной вал или указанная оболочка соединены с натяжным элементом, и круговая дугообразная внешняя поверхность расположена напротив пассивного тормозного элемента; и пассивный тормозной элемент является поворотным эксцентричным колесом, установленным на неподвижной опоре.

13. Устройство компенсации натяжения по п.12, отличающееся тем, что круговая дугообразная внешняя поверхность активного тормозного элемента является активной поверхностью трения, криволинейная поверхность с переменным диаметром эксцентричного колеса является пассивной поверхностью трения, а угол трения, образуемый активной поверхностью трения и пассивной поверхностью трения постепенно уменьшается при перемещении вниз центра тяжести устройства компенсации натяжения.

14. Устройство компенсации натяжения по п.1 или 2, отличающееся тем, что оболочка целиком или частично является полым цилиндром; натяжной элемент установлен на основном валу или на оболочке на тросовом колесе, и на тросовом колесе выполнена направляющая троса с единичной канавкой или с множеством канавок; направляющая троса имеет форму цилиндрической кривой или конической кривой.

15. Устройство компенсации натяжения по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что устройство компенсации натяжения является устройством постоянной компенсации натяжения.

16. Устройство компенсации натяжения по п.15, отличающееся тем, что устройство постоянной компенсации натяжения содержит плоскую спиральную пружину, применяемую в качестве упругого элемента, и плоская спиральная пружина расположена между оболочкой и основным валом; и тросовое колесо расположено на концевой части основного вала или оболочки, на тросовом колесе сформирована тросовая направляющая в виде конической кривой, и натяжной элемент скреплен с основным валом или на оболочкой через тросовое колесо.